đồ án máy khắc laser điều khiển bằng PLC
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (6.14 MB, 143 trang )
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HỒ
CHÍ MINH
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
THIẾT KẾ MÁY KHẮC LASER ĐIỀU
KHIỂN BẰNG PLC
Ngành: KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA HÓA
Giảng viên hướng dẫn :Th.s Nguyễn Vạn Quốc
Sinh viên thực hiện :
Lê Đức Anh
MSSV: 1911050197
Lớp: 19DTDA2
Vũ Việt Anh
MSSV: 1911050624
Lớp: 19DTDA2
Lê Đăng Khoa
MSSV: 1911050544
Lớp: 19DTDA2
TP. Hồ Chí Minh, 2023
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HỒ
CHÍ MINH
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
THIẾT KẾ MÁY KHẮC LASER ĐIỀU
KHIỂN BẰNG PLC
Ngành: KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA HÓA
Giảng viên hướng dẫn :Th.s Nguyễn Vạn Quốc
Sinh viên thực hiện :
Lê Đức Anh
MSSV: 1911050197
Lớp: 19DTDA2
Vũ Việt Anh
MSSV: 1911050624
Lớp: 19DTDA2
Lê Đăng Khoa
MSSV: 1911050544
Lớp: 19DTDA2
TP. Hồ Chí Minh, 2023
GVHD: Th.S Nguyễn Vạn Quốc
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
LỜI CAM ĐOAN
Chúng em xin cam đoan rằng đề tài “máy khắc laser điều khiển bằng PLC” trên là
cơng trình nghiên cứu của nhóm em dưới sự hướng dẫn tận tình của ThS. Nguyễn Vạn
Quốc. Những nhận định được nêu ra trong đồ án cũng là kết quả từ sự nghiên cứu trực
tiếp và nghiêm túc của cả nhóm dựa và các cơ sở tìm kiếm, hiểu biết và nghiên cứu tài
liệu khoa học hay bản dịch khác đã được công bố. Đồ án này hồn tồn là cơng sức của
nhóm phát triển do đó các số liệu và những kết quả trong đồ án là trung thực và chưa
được công bố trong bất kỳ cơng trình nghiên cứu nào khác.
Sinh viên thực hiện đề tài
Lê Đức Anh
Vũ Việt Anh
Lê Đăng Khoa
1
SVTH: Lê Đức Anh
Vũ Việt Anh
Lê Đăng Khoa
GVHD: Th.S Nguyễn Vạn Quốc
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên chúng em xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Vạn Quốc là người trực
tiếp hướng dẫn và chỉ bảo hết sức tận tình cho chúng em hồn thành đề tài “ Máy khắc
Laser điều khiển bằng PLC”. Những lời chỉ dạy của thầy và kinh nghiệm quý báu
chúng em đã trau dồi trong suốt quá trình học tập tại trường và khi thực tập tại công ty
sẽ giúp ích chúng em trong việc học hiện tại cũng như là công việc của một kỹ sư sau
này.
Đồng thời chúng em xin cảm ơn Viện Kỹ Thuật HUTECH đã tạo điều kiện, cung
cấp cho nhóm chúng em những kiến thức cơ bản, cần thiết trong thời gian qua, để chúng
em có điều kiện và kiến thức để thực hiện quá trình làm đồ án tốt nghiệp.
Với điều kiện thời gian cũng như kinh nghiệm còn hạn chế, trong suốt quá trình
thực hiện đề tài nhóm em sẽ khơng thể tránh được những thiếu sót. Chúng em rất mong
nhận được ý kiến đóng góp của q thầy cơ và chỉ dạy của tất cả mọi người để chúng
em có thể dần hoàn thiện bản thân hơn và học hỏi thêm nhiều kiến thức mới hơn.
Sau cùng chúng em xin kính chúc q thầy cơ thật nhiều sức khỏe để có thể hồn
thành thật tốt cơng việc và tiếp tục thực hiện sứ mệnh cao đẹp là truyền đạt những kiến
thức cho thế hệ mai sau này. Chúng em xin chân thành cảm ơn.
Trân trọng!
2
SVTH: Lê Đức Anh
Vũ Việt Anh
Lê Đăng Khoa
GVHD: Th.S Nguyễn Vạn Quốc
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
TÓM TẮT
Ngày nay, với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, máy móc chiếm vai trị quan trọng
trong sản xuất và đời sống. Với sự chính xác và năng suất làm việc cao, máy móc dần
thay thế con người trong nhiều cơng việc để giảm tải sức lao động và tăng năng suất.
Với các máy móc hiện đại, con người chỉ cần giám sát và điều khiển, máy móc sẽ
làm phần việc cịn lại. Lấy ví dụ thực tế từ việc khắc, khi chưa có máy móc, các thợ thủ
cơng sẽ dùng cưa, đục, dũa, dao,… để có thể khắc lên gỗ, đá,… Khi có các máy khoan
tiện cầm tay, cơng việc đỡ nặng nhọc hơn nhưng con người vẫn phải trực tiếp gia cơng.
Sau này, khi các máy móc hiện đại hơn xuất hiện như máy phay, tiện, khắc thì con người
chỉ cần nhấn nút điều khiển máy là sẽ có sản phẩm. Với suy nghĩ muốn giảm tải sức lao
động cho con người trong việc khắc, nhóm quyết định chọn đề tài “Thiết kế máy khắc
laser điều khiển bằng PLC ”. Khái quát về cách vận hành của máy:
- Sử dụng hình ảnh được vẽ trên máy tính, người dùng có thể khắc bất cứ hình vẽ
nào mình muốn lên vật liệu khắc.
- Máy khắc sẽ được kết nối với máy tính để nhận dữ liệu để khắc và nhận lệnh điều
khiển
3
SVTH: Lê Đức Anh
Vũ Việt Anh
Lê Đăng Khoa
GVHD: Th.S Nguyễn Vạn Quốc
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
ABSTRACT
Today, with the development of science and technology, machines play an important
role in production and life. With high accuracy and productivity, machines gradually
replace humans in many jobs to reduce labor load and increase productivity.
With modern machines, humans only need to monitor and control, the machine will
do the work the rest of the work. Take a practical example from engraving, when there
were no machines, craftsmen will use saws, chisels, files, knives, etc. to be able to carve
on wood, stone, etc. When there are hand drills, the work is less arduous, but people still
have to directly process. After
This, when more modern machines appeared such as milling, turning, and engraving
machines, people only need to press the machine control button to have the product. With
the thought that they want to reduce human labor in engraving, the group decided to
choose the topic "Designing a laser engraving machine controlled by PLC". Overview
of how the machine works:
- Using images drawn on the computer, users can engrave any drawing, I want to
engrave material.
- The engraving machine will be connected to the computer to receive data to engrave
and receive control commands control
4
SVTH: Lê Đức Anh
Vũ Việt Anh
Lê Đăng Khoa
GVHD: Th.S Nguyễn Vạn Quốc
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ...................................................................................................... 1
LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................ 2
TÓM TẮT .................................................................................................................. 3
ABSTRACT ............................................................................................................... 4
MỤC LỤC.................................................................................................................. 5
MỤC LỤC HÌNH ẢNH ........................................................................................... 12
CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU MÁY CNC KHẮC LASER ......................................... 16
1.1 Tình hình nghiên cứu. .................................................................................... 16
1.2 Mục đích nghiên cứu...................................................................................... 16
1.3 Nhiệm vụ nghiên cứu. .................................................................................... 17
1.4 Phương pháp nghiên cứu. .............................................................................. 17
1.5 Kết quả đặt được của đề tài ............................................................................ 18
1.6 Ứng dụng của đề tài. ...................................................................................... 18
1.7 Nhiệm vụ thực hiện. ....................................................................................... 19
1.8 Phạm vi giới hạn của đồ án. ........................................................................... 19
1.9 Bố cục và thời gian thực hiện. ....................................................................... 20
CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN GIẢI PHÁP VỀ MÁY CNC KHẮC LASER ............ 21
2.1 Tổng quan máy CNC khắc laser .................................................................... 21
2.1.1 Máy khắc laser CO2 ................................................................................ 21
2.1.2 Máy khắc laser fiber ................................................................................ 22
5
SVTH: Lê Đức Anh
Vũ Việt Anh
Lê Đăng Khoa
GVHD: Th.S Nguyễn Vạn Quốc
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
2.1.3 Máy khắc laser diode .............................................................................. 23
2.2 Tình hình nghiên cứu máy khắc Laser ........................................................... 24
2.2.1 Việt nam .................................................................................................. 24
2.2.2 Trên thế giới. ........................................................................................... 25
2.3 Giải pháp máy CNC khắc laser. ..................................................................... 25
2.3.1 Phần cơ khí .............................................................................................. 26
2.3.1.1 Động cơ ......................................................................................... 26
2.3.1.2 Cơ cấu truyền động ........................................................................ 26
2.3.1.3 Chọn vật liệu thiết kế ..................................................................... 26
2.3.2 Phần Điện ................................................................................................ 27
2.3.2.1 Mạch điều khiển ............................................................................ 27
2.3.3 Giải Pháp Điều khiển. ............................................................................. 27
2.3.3.1 Giải pháp điều khiển bằng nút nhấn. ............................................. 27
2.3.3.2 Giải pháp điều khiển bằng giao diện phần mềm. .......................... 28
CHƯƠNG 3 PHƯƠNG PHÁP GIẢI QUYẾT ........................................................ 29
3.1 Yêu cầu hệ thống ............................................................................................ 29
3.1.1 Thiết kế khung cơ khí ............................................................................. 29
3.1.1.1 Cơ cấu truyền động trục x ............................................................. 29
3.1.1.2 Cơ cấu truyền động trục y ............................................................. 29
3.1.2 Hệ thống vận hành .................................................................................. 29
3.1.3 Khởi động hệ thống................................................................................. 30
3.1.4 Đề xuất giải pháp thực hiện phù hợp. ..................................................... 31
6
SVTH: Lê Đức Anh
Vũ Việt Anh
Lê Đăng Khoa
GVHD: Th.S Nguyễn Vạn Quốc
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
3.2 Phương án giải quyết ..................................................................................... 31
3.2.1 Cấu hình, tính năng, thơng số kỹ thuật của mơ hình .............................. 32
3.2.1.1 Cấu hình ......................................................................................... 32
3.2.1.2 Tính năng ....................................................................................... 32
3.2.1.3 Phương pháp thiết kế bộ chuyển động 2 trục X,Y ........................ 32
CHƯƠNG 4 QUY TRÌNH THIẾT KẾ VÀ MƠ PHỎNG MƠ HÌNH .................... 34
4.1 Sơ đồ khối của hệ thống ................................................................................. 34
4.2 Thiết kế phần cứng. ........................................................................................ 35
4.2.1 Thiết kế khung ........................................................................................ 35
4.2.2 Thiết kế cơ cấu trục X ............................................................................. 36
4.2.2.1 Pad gắn cơ cấu trục X .................................................................... 36
4.2.2.2 Cơ cấu trục X ................................................................................. 37
4.2.3 Thiết kế cơ cấu trục Y ............................................................................. 39
4.2.3.1 Pad gắn cơ cấu trục Y .................................................................... 39
4.2.3.2 Cơ cấu trục Y ................................................................................. 40
4.2.4 Cụm di chuyển trục X và Laser .............................................................. 41
4.2.5 Thiết kế mơ hình 3D ............................................................................... 43
4.2.6 Thiết kế tủ điện ....................................................................................... 44
4.2.6.1 Bố trí sắp xếp tủ điện ..................................................................... 44
4.2.6.2 Mặt ngoài tủ điện ........................................................................... 45
4.2.7 Vật liệu thiết kế phần cứng ..................................................................... 46
4.2.7.1 Nhơm định hình 20x20mm và nhôm 20x40mm............................ 47
7
SVTH: Lê Đức Anh
Vũ Việt Anh
Lê Đăng Khoa
GVHD: Th.S Nguyễn Vạn Quốc
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
4.2.7.2 Ốc, ke và trượt ............................................................................... 48
4.2.7.3 Puly GT2 20 răng, trục 5mm ......................................................... 48
4.2.7.4 Bánh xe V-Lost .............................................................................. 50
4.2.7.5 Dây đai GT2 .................................................................................. 51
4.2.7.6 Thanh trục 5mm............................................................................. 52
4.2.7.7 Khớp nối trục 5mm-5mm .............................................................. 53
4.2.7.8 Vòng bi, bạc đạn F685zz 5mm x 11mm x 5mm ........................... 54
4.2.7.9 Khóa trục 5mm .............................................................................. 55
4.2.7.10 Tấm innox .................................................................................... 56
4.2.7.11 Tủ điện ......................................................................................... 56
4.3 Thiết bị mạch động lực .................................................................................. 57
4.3.1 Nguồn tổ ong 12VDC ............................................................................. 57
4.3.2 Nguồn tổ ong 5VDC ............................................................................... 59
4.3.3 Động cơ bước .......................................................................................... 60
4.3.3.1 Tính tốn chọn động cơ ................................................................. 62
4.3.4 Mạch điều khiển động cơ bước TB6600 ................................................. 65
4.3.5 MCB bảo vệ ............................................................................................ 68
4.3.6 Tính tốn chạy mơ hình .......................................................................... 69
4.4 Thiết bị mạch điều khiển ................................................................................ 69
4.4.1 PLC Mitsubishi FX3U – 48MT .............................................................. 69
4.4.2 Cơng tác hành trình ................................................................................. 70
4.4.3 Nút Nhấn START, STOP, PAUSE .......................................................... 71
8
SVTH: Lê Đức Anh
Vũ Việt Anh
Lê Đăng Khoa
GVHD: Th.S Nguyễn Vạn Quốc
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
4.5 Thông số kỹ thuật thiết bị liên quan ............................................................... 72
4.5.1 Đầu Laser màu xanh 20W ...................................................................... 72
4.5.2 Dây dẫn ................................................................................................... 73
4.5.3 Nút dừng khẩn cấp .................................................................................. 75
4.6 Thiết kế mạch động lực, mạch điều khiển và phần mềm............................... 75
4.6.1 Bản vẽ mạch động lực ............................................................................. 75
4.6.2 Bản vẽ mạch điều khiển .......................................................................... 77
4.6.3 Lưu đồ giải thuật ..................................................................................... 78
4.6.3.1 Lưu đồ giải thuật chạy Auto .......................................................... 78
4.6.3.2 Lưu đồ giải thuật Manual .............................................................. 79
4.6.3.3 Lưu đồ phân tích dữ liệu................................................................ 80
4.7 Thiết kế giao diện màn hình điều khiển. ........................................................ 81
4.8 Mơ tả hoạt động ............................................................................................. 81
CHƯƠNG 5 THI CÔNG THỰC HIỆN MƠ HÌNH MÁY CNC KHẮC LASER ... 84
5.1 Thi cơng lắp khung mơ hinh .......................................................................... 84
5.1.1 Khung nhơm định hình. .......................................................................... 84
5.1.2 Cơ cấu trục X .......................................................................................... 84
5.1.3 Cơ cấu trục Y .......................................................................................... 85
5.1.4 Thi cơng Hồn thiện hệ thống ................................................................. 86
5.2 Lắp đặt đấu nối tủ điện................................................................................... 87
5.3 Viết chương trình giám sát ............................................................................. 89
5.3.1 Viết chương trình PLC. ........................................................................... 89
9
SVTH: Lê Đức Anh
Vũ Việt Anh
Lê Đăng Khoa
GVHD: Th.S Nguyễn Vạn Quốc
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
5.3.1.1 Phần mềm lập trình PLC ............................................................... 89
5.3.1.2 Connection Destination ................................................................. 92
5.3.1.3 Kết nối thành công với CPU FX3U – 48MT................................. 93
5.3.1.4 Địa chỉ input .................................................................................. 94
5.3.1.5 Địa chỉ output ................................................................................ 94
5.3.1.6 Bảng mô tả In/output ..................................................................... 95
5.3.1.7 Biến trung gian .............................................................................. 96
5.3.1.8 Bảng mô tả biến trung gian ........................................................... 97
5.3.2 Viết chương trình Visual Studio .............................................................. 97
5.3.3 Kết nối mx componext .......................................................................... 102
5.3.3.1 Kết nối thành công Visual studio ................................................. 105
5.4 Kết quả chạy máy khắc và sản phẩm thực tế ............................................... 105
5.4.1 Khắc trên gỗ .......................................................................................... 105
5.4.2 Khắc trên nhôm Anode ......................................................................... 106
5.5 Nhân xét và đánh giá. ................................................................................... 107
CHƯƠNG 6 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI .......................... 109
6.1 Kết luận ........................................................................................................ 109
6.1.1 Kết quả đạt được ................................................................................... 109
6.1.2 Kết quả chưa đạt được .......................................................................... 109
6.1.3 Hướng phát triển đề tài. ........................................................................ 109
TÀI LIỆU THAM KHẢO...................................................................................... 110
PHỤ LỤC BẢN VẼ ............................................................................................... 111
10
SVTH: Lê Đức Anh
Vũ Việt Anh
Lê Đăng Khoa
GVHD: Th.S Nguyễn Vạn Quốc
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
PHỤ LỤC PHẦN MỀM ........................................................................................ 119
11
SVTH: Lê Đức Anh
Vũ Việt Anh
Lê Đăng Khoa
GVHD: Th.S Nguyễn Vạn Quốc
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
MỤC LỤC HÌNH ẢNH
Hình 2. 1: Máy khắc laser CO2................................................................................ 21
Hình 2. 2: Máy khắc laser fiber................................................................................ 22
Hình 2. 3: Máy khắc laser diode .............................................................................. 23
Hình 2. 4: Cơ cấu máy khắc laser di chuyển 2 trục có bánh xe ............................... 27
Hình 4. 1: Sơ đồ khối hệ thống………………………………………………… ...34
Hình 4. 2:Khung 2D vẽ trên SolidWorks
35
Hình 4. 3: khung 3D vẽ trên SolidWorks
36
Hình 4. 4: Pad bắt động cơ trục X 2D & 3D
36
Hình 4. 5: Pad bắt Puly GT20 trục X 2D
37
Hình 4. 6: cơ cấu trục X 2D
38
Hình 4. 7: cơ cấu trục Y 3D vẽ trên solidworks
38
Hình 4. 8: Pad gắn động cơ trục Y 2D
39
Hình 4. 9: Pad gắn chuyển động trục Y 2D
40
Hình 4. 10: Cơ cấu trục Y 2D
40
Hình 4. 11: cơ cấu trụ Y 3D vẽ trên Solidworks
41
Hình 4. 12: Pad gắn Laser di chuyển 2D
41
Hình 4. 13: Pad gắn Laser có tăng chinh 2D
42
Hình 4. 14: Cụm Laser 2D
42
Hình 4. 15: Cụm di chuyển trục X và Laser 3D vẽ trên Solidworks
43
Hình 4. 16: Bản bẽ 3D hồn thành vẽ trên Solidwoks
44
Hình 4. 17: Tủ điện 2D vẽ trên Autocad
45
Hình 4. 18: Mặt ngồi tủ điện
46
Hình 4. 19: Nhơm định hình 20x20 mm và 20x40mm
47
12
SVTH: Lê Đức Anh
Vũ Việt Anh
Lê Đăng Khoa
GVHD: Th.S Nguyễn Vạn Quốc
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Hình 4. 20: Ốc, ke và trượt
48
Hình 4. 21: Puly GT2 20 răng, trục 5mm
49
Hình 4. 22: Bánh xe V-Lost
51
Hình 4. 23: Dây đai GT2
52
Hình 4. 24: Thanh trục 5mm
53
Hình 4. 25: Khớp nối trục 5mm-5mm
54
Hình 4. 26: Vịng bi, bạc đạn F685zz 5mm x 11mm x 5mm
54
Hình 4. 27: Khóa trục 5mm
55
Hình 4. 28: Tấm innox
56
Hình 4. 29: Tủ điện
57
Hình 4. 30: Nguồn tổ ong 12VDC
58
Hình 4. 31: Nguồn tổ ong 5VDC
59
Hình 4. 32: Động cơ bước
60
Hình 4. 33: Mạch điều khiển động cơ bước TB6600
66
Hình 4. 34: MCB bảo vệ
68
Hình 4. 35: PLC Mitsubishi FX3U – 48MT
69
Hình 4. 36: Cơng tác hành trình
71
Hình 4. 37: Nút nhấn START, STOP, PAUSE
72
Hình 4. 38: Đầu Laser màu xanh 20W
73
Hình 4. 39: Dây dẫn 0.3mm
74
Hình 4. 40: Dây dẫn 1mm
74
Hình 4. 41: Nút dừng khẩn cấp nhả LAY37
75
Hình 4. 42: Bản vẽ mạch đơng lực
76
Hình 4. 43: Bản vẽ mạch điều khiển
77
Hình 4. 44: Lưu đồ giải thuật chạy Auto
78
Hình 4. 45: Lưu đồ giải thuật Manual
79
13
SVTH: Lê Đức Anh
Vũ Việt Anh
Lê Đăng Khoa
GVHD: Th.S Nguyễn Vạn Quốc
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Hình 4. 46: Lưu đồ phân tích dữ liệu
80
Hình 4. 47: Thiết kế giao diện màn hình điều khiển.
81
Hình 5. 1: Khung nhơm……………………………………………………….......84
Hình 5. 2: Thi cơng hồn thành thực tế Cơ cấu trục X ............................................ 85
Hình 5. 3: Chuyển động đai trục Y .......................................................................... 85
Hình 5. 4: Chuyển động cơ cấu trục Y ..................................................................... 86
Hình 5. 5: Thi cơng hồn thành ................................................................................ 86
Hình 5. 6: Lắp đặt hệ thống điện trên khung máy hồn chỉnh ................................. 87
Hình 5. 7: Lắp đặt và đi dậy điện hồn thành .......................................................... 88
Hình 5. 8: Hệ thống nút nhấn ................................................................................... 89
Hình 5. 9: Giao diện chính lâp trình ........................................................................ 90
Hình 5. 10: T ạo một Project .................................................................................... 90
Hình 5. 11: Chọn cấu hìn PLC ................................................................................. 91
Hình 5. 12: Khai báo địa chỉ inpout,output,biến trung gian .................................... 91
Hình 5. 13: giao diện của phần mềm lập trình ......................................................... 92
Hình 5. 14: Cấu hình Connection Destination ......................................................... 92
Hình 5. 15: Chọn cấu hình ....................................................................................... 93
Hình 5. 16: Kết nối thành cơng với CPU FX3U – 48MT ........................................ 93
Hình 5. 17: Địa chỉ input .......................................................................................... 94
Hình 5. 18: Địa chỉ output ........................................................................................ 94
Hình 5. 19: Biến trung gian ...................................................................................... 96
Hình 5. 20: Khởi tạo chương trình Visual studio ..................................................... 98
Hình 5. 21: Chọn Windows froms App(.Net framework) ........................................ 98
Hình 5. 22: Cấu hình khi hồn thành ....................................................................... 99
Hình 5. 23: Khởi tạo giao diện ................................................................................. 99
Hình 5. 24: Cấu hình properties button .................................................................. 100
14
SVTH: Lê Đức Anh
Vũ Việt Anh
Lê Đăng Khoa
GVHD: Th.S Nguyễn Vạn Quốc
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Hình 5. 25: Chọn texbox giao diện hiển thị gcode ................................................ 100
Hình 5. 26: Chọn giao diện Lable và cấu hình ...................................................... 101
Hình 5. 27: Cấu hình chọn timer ............................................................................ 101
Hình 5. 28: Cấu hình kết nối Visual studio với GX Work2 ................................... 102
Hình 5. 29: Khai báo trạm kết nối .......................................................................... 102
Hình 5. 30: cấu hình cổng kết nối .......................................................................... 103
Hình 5. 31: Chọn kết nối plc fx3u .......................................................................... 103
Hình 5. 32: Đặt tên cho dự án ................................................................................ 104
Hình 5. 33: Check kết nối ...................................................................................... 104
Hình 5. 34: kết nối thành cơng visual studi với GX work 2 .................................. 105
Hình 5. 35: Khắc trên gỗ ........................................................................................ 106
Hình 5. 36: Khắc nhơm Anode............................................................................... 106
15
SVTH: Lê Đức Anh
Vũ Việt Anh
Lê Đăng Khoa
GVHD: Th.S Nguyễn Vạn Quốc
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
CHƯƠNG 1
GIỚI THIỆU MÁY CNC KHẮC LASER
1.1 Tình hình nghiên cứu.
Hiện tại, nghiên cứu về máy CNC khắc laser đang diễn ra mạnh mẽ và có sự phát
triển đáng kể. Máy CNC khắc laser được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như công
nghiệp, quảng cáo, thủ công mỹ nghệ, và thậm chí cả trong gia đình.
Cơng nghệ laser đã tiến bộ đáng kể trong những năm gần đây, đồng thời giá thành
của máy laser cũng giảm, dẫn đến sự phổ biến và ứng dụng rộng rãi hơn của máy CNC
khắc laser. Máy này cho phép việc khắc, cắt và đánh dấu các vật liệu như gỗ, nhựa, da,
vải, và kim loại nhẹ.
Nghiên cứu về máy CNC khắc laser tập trung vào việc cải thiện hiệu suất và chất
lượng của quá trình khắc laser, tăng cường khả năng điều khiển và tự động hóa, và mở
rộng khả năng ứng dụng của máy trong các ngành công nghiệp khác nhau. Các nhà
nghiên cứu cũng đang phát triển phần mềm điều khiển và thiết kế mới để tăng tính linh
hoạt và tiện lợi cho người sử dụng.
Ngoài ra, nghiên cứu cũng tập trung vào việc nâng cao tính an tồn của máy CNC
khắc laser và giảm thiểu nguy cơ gây hại cho con người và môi trường. Các tiến bộ trong
công nghệ cảm biến và hệ thống giám sát giúp đảm bảo an toàn trong q trình hoạt động
của máy.
1.2 Mục đích nghiên cứu.
Mục đích thiết kế máy CNC khắc laser
-
Điều khiển bằng cách: sử dụng phần mềm đã được thiết lập để cài đặt để điều
khiển hệ thống trục của máy khắc Laser, khắc hình theo u cầu.
-
Hiển thị được các thơng số thay đổi theo vị trí khi khắc laser.
16
SVTH: Lê Đức Anh
Vũ Việt Anh
Lê Đăng Khoa
GVHD: Th.S Nguyễn Vạn Quốc
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
-
Có cơng tắc hành trình để đảm bảo an tồn khi vận hành.
-
Kích thước sau khi thiết kế nhỏ gọn mà vẫn dảm bảo được các tính năng của
nó.
-
Sử dụng đơn giản, làm việc có độ tin cậy cao, ít hỏng hóc và bị sự cố.
-
Đảm bảo được việc bảo dưỡng và sửa chữa dễ dàng trong những trường hợp
cần thiết.
1.3 Nhiệm vụ nghiên cứu.
Tìm hiểu thực tế.
- Tìm hiểu và tóm tắt các loại máy CNC khắc laser hiện nay.
- Tìm hiểu các cách thức điều khiển và cách vận hành của hệ thống.
- Tìm hiểu các cơ cấu của máy khắc Laser.
Đề xuất giải pháp sử dụng trong đồ án tốt nghiệp.
-
Mơ tả thiết kế, cấu hình của giải pháp lựa chọn, các thiết bị chính của giải
pháp lựa chọn, các phương pháp điều khiển, cách vận hành của mơ hình.
-
Mơ tả chức năng bảo vệ, vận hành, các phương pháp điều khiển, cách vận
hành của mơ hình.
Thiết kế và thi cơng mơ hình.
-
Thiết kế, thi cơng khung mơ hình thu nhỏ, thi công phần cứng và phần mềm
điều khiển máy bằng PLC.
1.4 Phương pháp nghiên cứu.
- Tham khảo sự chỉ dẫn của giáo viên hướng dẫn thực hiện đồ án.
- Tham khảo các phương pháp thực hiện trên các trang internet.
- Tham khảo từ thực tế.
17
SVTH: Lê Đức Anh
Vũ Việt Anh
Lê Đăng Khoa
GVHD: Th.S Nguyễn Vạn Quốc
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
1.5 Kết quả đặt được của đề tài
Mơ hình máy khắc laser sẽ có các chức năng:
-
Điều khiển bằng: Nút nhấn, giao diện phần mềm.
-
Dùng PLC và phần mềm điều khiển và giám sát hệ thống .
-
Giao diện phần mềm điều khiển riêng.
1.6 Ứng dụng của đề tài.
Máy khắc laser có nhiều ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau:
Quảng cáo và truyền thông: Máy khắc laser được sử dụng để tạo ra các sản phẩm
quảng cáo và truyền thông tùy chỉnh. Bạn có thể khắc hình ảnh, chữ viết hoặc logo lên
các vật liệu như gỗ, nhựa, thủy tinh, kim loại, để tạo ra biển hiệu, bảng hiệu, quà tặng
doanh nghiệp, hoặc các sản phẩm quảng cáo khác.
Trang trí và nội thất: Máy khắc laser cho phép tạo ra các sản phẩm trang trí và
nội thất độc đáo. Bạn có thể tạo các họa tiết, thiết kế hoặc chữ viết trên gỗ, da, thủy tinh,
gương, nhựa để tạo ra tranh trang trí, ốp tường, đèn trang trí, đồ trang sức và các sản
phẩm nội thất khác.
Cắt chính xác: Máy khắc laser có khả năng cắt chính xác trên nhiều vật liệu. Nó
được sử dụng để cắt gỗ, MDF, acryl, giấy, vải, da và các vật liệu khác. Ứng dụng của nó
bao gồm cắt các mơ hình kiến trúc, bộ phận máy móc, tem nhãn, mẫu dập nổi, và nhiều
sản phẩm khác có độ chính xác cao.
Chế tạo sản phẩm nhựa: Máy khắc laser rất hữu ích trong việc chế tạo sản phẩm
từ nhựa. Nó có thể được sử dụng để khắc, cắt và đánh dấu các sản phẩm nhựa, bao gồm
các bộ phận điện tử, vỏ sản phẩm, bảng điều khiển, mô hình, và các ứng dụng khác trong
ngành cơng nghiệp.
Ngành cơng nghiệp và gia cơng: Máy khắc laser có ứng dụng trong nhiều ngành
công nghiệp như quảng cáo, điện tử, công nghiệp chế biến gỗ, in ấn, quần áo, giày dép
18
SVTH: Lê Đức Anh
Vũ Việt Anh
Lê Đăng Khoa
GVHD: Th.S Nguyễn Vạn Quốc
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
và nhiều ngành cơng nghiệp khác. Nó có thể được sử dụng để thực hiện các công việc
chế tạo, cắt, đánh dấu và khắc trên các vật liệu và sản phẩm khác nhau.
Thủ công và nghệ thuật: Máy khắc laser cung cấp cho nghệ sĩ và những người u
thích thủ cơng nhiều cơ hội sáng tạo. Bạn có thể sử dụng nó để tạo ra các tác phẩm nghệ
thuật, mơ hình kiến trúc, mơ hình nhà cửa, mơ hình đồ chơi, tem nhãn, thiệp mừng và
nhiều sản phẩm thủ công tùy chỉnh khác..
1.7 Nhiệm vụ thực hiện.
- Thiết kế thi cơng cơ khí mơ hình .
-
Thiết kế thi cơng tủ điện.
-
Thiết kế thi cơng hệ thống điện.
-
Đấu nối đi dây điện.
-
Tính tốn lựa chọn thiết bị.
-
Cấu hình và viết chương trình để kết nối với PLC bằng phần mềm GX Works2.
-
Viết chương trình code và tạo giao diện điều khiển bằng phần mềm Visual
Studio Code.
-
Sữa lỗi và đánh giá tính ổn định của mơ hình.
1.8 Phạm vi giới hạn của đồ án.
Thời gian nghiên cứu của đề tài khoảng bốn tháng(tháng 3-7/2023).
- Nghiên cứu tìm hiểu các máy móc thiết bị ở phịng thí nghiệm nhà trường có liên
quan đến đề tài.
- Những sách chuyên ngành trong thư viện trường.
- Các trang tài liệu về một số máy móc thiết bị của cơng ty có liên quan.
- Nghiên cứu trên các lĩnh vực các máy tự động phục vụ trong nhà trường, trong
phòng thí nghiệm.
19
SVTH: Lê Đức Anh
Vũ Việt Anh
Lê Đăng Khoa
