THIẾT KẾ CHẾ TẠO BỘ ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG CHỌN DAO CHO MÁY ĐỘT DẬP

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ CHẾ TẠO BỘ ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG CHỌN
DAO CHO MÁY ĐỘT DẬP

Họ và tên sinh viên: TRẦN VĂN THẮNG
Ngành: ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG
Niên khóa: 2008-2012

Tháng 6 năm 2012


THIẾT KẾ CHẾ TẠO BỘ ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG CHỌN DAO CHO
MÁY ĐỘT DẬP

Tác giả

TRẦN VĂN THẮNG

Khóa luận được đệ trình để đáp ứng yêu cầu
cấp bằng kỹ sư ngành
ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG

Giáo viên hướng dẫn:
Th.S NGUYỄN VĂN CÔNG CHÍNH

Tháng 6 năm 2012
i

LỜI CẢM ƠN
Đề tài “THIẾT KẾ CHẾ TẠO BỘ ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG CHỌN DAO
CHO MÁY ĐỘT DẬP” được hoàn thành nhờ sự giúp đỡ tận tình của quý thầy cô
Khoa Cơ Khí – Công Nghệ trường Đại Học Nông Lâm Thành Phố Hồ Chí Minh.
Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy Th.S LÊ VĂN BẠN - trưởng bộ
môn Điều Khiển Tự Động đã hướng dẫn, giúp đỡ,động viên em trong suốt thời gian
thực hiện đề tài.
Em xin cảm ơn thầy Th.S NGUYỄN VĂN CÔNG CHÍNH đã hướng dẫn, giúp
đỡ em hoàn thành đề tài này.
Con tỏ lỏng biết ơn sâu sắc đến bố mẹ và gia đình đã luôn động viên, giúp đỡ
con trong thời gian thực hiện đề tài.
Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn quý thầy cô trong bộ môn Điều Khiển
Tự Động và các bạn lớp DH08TD nói riêng, quý thầy cô và các bạn trường Đại Học
Nông Lâm Thành Phố Hồ Chí Minh nói chung đã góp ý, giúp đõ em hoàn thành đề tài.
Em xin chân thành cảm ơn !

TP. Hồ Chí Minh, tháng 6 năm 2012
Sinh viên thực hiện:
Trần Văn Thắng

ii


TÓM TẮT
Ngày nay, những tấm kim loại đột lỗ dạng lưới được sử dụng nhiều trong các
ngành công nghiệp, trong trang trí nội thất, xây dựng, công nghệ ô tô…
Tuy nhiên chi phi để đầu tư cho một máy đột dập tấm kim loại với công nghệ tự
động rất cáo, và hầu hết được nhập từ nước ngoài.

Vì vậy được sự đồng ý, cho phép của thầy Th.S Lê Văn Bạn – trưởng bộ môn
Điều Khiển Tự Động và thầy Th.S Nguyễn Văn Công Chính, em đã tiến hành thực
hiện đề tài” THIẾT KẾ, CHẾ TẠO BỘ ĐIỀU KHIỂN CHỌN DAO TỰ ĐỘNG CHO
MÁY ĐỘT DẬP” với quy mô sản xuất vừa và nhỏ, mục đích đúc kết lại kiến thức đã
được học trong thời gian theo học tại tường, đồng thời tìm hiểu thêm về công nghệ đột
dập.
Đề tài gồm hai phần chính:
 Tìm hiểu, khảo sát máy đột dập chọn dao thủ công
 Ứng dụng vi điều khiển để thiết kế, chế tạo bộ điều khiển chọn dao tự
động cho máy
Đề tài được thực hiện tại Bộ Môn Điều Khiển Tự Động trường Đại Học Nông
Lâm Thành Phố Hồ Chí Minh, từ ngày 19/03/2012 đến ngày 10/6/2012.
Kết quả đạt được:
 Thiết kế chế tạo thành công bộ điều khiển tự động chọn số đầu dao trên
máy
 Ứng dụng vi điều khiển PIC16F887 để điều khiển vị trí dao

Giáo viên hướng dẫn:

Sinh viên thực hiện:

Th.S NGUYỄN VĂN CÔNG CHÍNH

TRẦN VĂN THẮNG

iii


MỤC LỤC
Trang

Trang tựa...........................................................................................................................i 
LỜI CẢM ƠN................................................................................................................. ii 
TÓM TẮT...................................................................................................................... iii 
MỤC LỤC ..................................................................................................................... iv 
DANH SÁCH CÁC HÌNH ........................................................................................... vii 
DANH SÁCH CÁC BẢNG ............................................................................................x 
DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT ............................................................................. xi 
Chương 1 ........................................................................................................................1 
MỞ ĐẦU .........................................................................................................................1 
1.1.  Đặt vấn đề .............................................................................................................1 
1.2.  Mục đích của đề tài ...............................................................................................1 
1.2.1 

Mục đích chung ..............................................................................................1 

1.2.2 

Mục đích cụ thể của đề tài .............................................................................2 

1.3.  Giới hạn đề tài ......................................................................................................2 
Chương 2 ........................................................................................................................3 
TỔNG QUAN  TRA CỨU TÀI LIỆU ......................................................................3 
2.1.  Tổng quan về tấm lưới kim loại ...........................................................................3 
2.2.  Tìm hiểu về máy đột dập lỗ tấm kim loại .............................................................4 
2.2.1 

Tìm hiểu máy đột thủy lực Nitto Kohki HS11-1624 .....................................4 

2.2.2 

Tìm hiểu máy đột dập CNC Tailift HP1250 ..................................................5 

2.3.  Tổng quan về động cơ điện một chiều  hộp giảm tốc ........................................6 
2.4.  Tổng quan về Xylanh khí nén ..............................................................................8 
2.5.  Tìm hiểu cảm biến quang thu  phát chữ U .........................................................9 
2.6.  Tra cứu linh kiện điện tử ....................................................................................10 
2.6.1 

Tìm hiểu L298 ..............................................................................................10 

2.6.2 

Tìm hiểu ULN2803 ......................................................................................12 

2.6.3 

Tìm hiểu Relay 5 chân .................................................................................13 

2.7.  Tìm hiểu vi điều khiển PIC16F887 ....................................................................13 
2.8.  Tìm hiểu bộ hiển thị LCD16x2 ..........................................................................16 
2.9.  Tìm hiểu phần mềm lập trình MIKROC PRO FOR PIC ...................................18 
2.10. Tìm hiểu mạch nạp và chương trình nạp cho vi điều khiển PIC16F887 ............19 
iv


Chương 3 ......................................................................................................................22 
PHƯƠNG PHÁP VÀ PHƯƠNG TIỆN NGHIÊN CỨU ..........................................22 
3.1.  Địa điểm và thời gian thực hiện đề tài................................................................22 
3.1.1 

Địa điểm .......................................................................................................22 

3.1.2 

Thời gian ......................................................................................................22 

3.2.  Phương pháp nghiên cứu ....................................................................................22 
3.3.  Phương tiện thực hiện .........................................................................................22 
Chương 4 ......................................................................................................................23 
THỰC HIỆN ĐỀ TÀI .................................................................................................23 
4.1.  Tìm hiểu, khảo sát máy đột dập thủ công Turret Punch No 12 ..........................23 
4.2.  Khảo sát phần cơ khí cho máy............................................................................24 
4.3.  Thực hiện phần cơ khí ........................................................................................30 
4.3.1 

Chế tạo bánh dẫn động chọn vị trí đĩa quay chính.......................................30 

4.3.2 

Chế tạo chi tiết cánh tay đòn ép dao đột ......................................................30 

4.3.3 

Chế tạo các chi tiết gắn xylanh ép dao đột...................................................31 

4.3.4 

Chế tạo các chi tiết gắn xylanh chốt mâm dao.............................................33 

4.3.5 

Chế tạo giá đỡ động cơ ................................................................................34 

4.3.6 

Thực hiện lắp các chi tiết lên máy ...............................................................35 

4.4.  Thực hiện bố trí cảm biến ...................................................................................35 
4.5.  Thiết kế phần điều khiển ....................................................................................36 
4.5.1 

Sơ đồ khối nguyên lý điều khiển .................................................................36 

4.5.2 

Thiết kế mạch nguồn ....................................................................................37 

4.5.3 

Thiết kế mạch điều khiển động cơ DC ........................................................38 

4.5.4 

Thiết kế mạch điều khiển xylanh khí nén ....................................................39 

4.5.5 

Thiết kế mạch hiển thị LCD 16x2................................................................40 

4.5.6 

Thiết kế mạch điều khiển chung ..................................................................41 

4.6.  Thực hiện phần mềm ..........................................................................................44 
4.6.1 

Sơ đồ khối phần mềm ..................................................................................44 

4.6.2 

Lưu đồ giải thuật ..........................................................................................44 

4.6.3 

Chương trình cho vi điều khiển ...................................................................48 

Chương 5 ......................................................................................................................49 
KẾT QUẢ - THẢO LUẬN .........................................................................................49 
5.1.  Kết quả ................................................................................................................49 
5.1.1.  Về phần cơ khí .............................................................................................49 
v


5.1.2.  Về phần điện tử ............................................................................................50 
5.1.3.  Máy sau khi được chế tạo hoàn chỉnh..........................................................51 
5.1.4.  Chạy thử nghiệm máy ..................................................................................52 
5.2.  Chạy khảo nghiệm, đánh giá kết quả..................................................................55 
5.2.1.  Thời gian, địa điểm chạy khảo nghiệm ........................................................55 
5.2.2.  Mục đích khảo nghiệm.................................................................................55
5.2.3.  Phương pháp bố trí khảo nghiệm .................................................................55

5.2.2.  Kết quả khảo nghiệm ...................................................................................56
5.3.  Thảo luận ............................................................................................................56 
Chương 6 ......................................................................................................................55 
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .....................................................................................55 
6.1.  Kết luận...............................................................................................................55 
6.2.  Kiến nghị ............................................................................................................55 
TÀI LIỆU THAM KHẢO............................................................................................... 
PHU LỤC. ........................................................................................................................................ …

vi


DANH SÁCH CÁC HÌNH
Trang
Hình 2.1. Tấm lưới kim loại lỗ tròn ...............................................................................3 
Hình 2.2. Tấm lưới kim loại lỗ vuông ............................................................................3 
Hình 2.3. Tấm lưới kim loại lỗ Oval ..............................................................................3 
Hình 2.4. Tấm lưới kim loại lỗ lục giác ..........................................................................3 
Hinh 2.5. Một số dạng tấm lưới kim loại khác ................................................................4 
Hình 2.6 Máy đột lỗ Nitto Kohki HS11-1624 ................................................................4 
Hình 2.7 Bộ phận bơm thủy lực ......................................................................................5 
Hình 2.8 Bộ phận đột.......................................................................................................5 
Hình 2.9 Máy đột tấm kim loại Tailift HP1250 ..............................................................6 
Hình 2.10. Động cơ điện một chiều – hộp giảm tốc........................................................7 
Hình 2.11. Điều khiển chiều quay động cơ .....................................................................7 
Hình 2.12. Hình dạng Xylanh khí nén............................................................................8 
Hình 2.13. Cấu tạo của xylanh khí nén ...........................................................................9 
Hình 2.14. Sơ đồ chân của cảm biến thu phát chữ U ......................................................9 
Hình 2.15. Sơ đồ chân L298 ..........................................................................................10 
Hình 2.16. Sơ đồ khối L298 ..........................................................................................11 

Hình 2.17. Sơ đồ kết nối động cơ với L298 ..................................................................11 
Hình 2.18. Sơ đồ chân ULN2803 ..................................................................................12 
Hình 2.19. Sơ đồ chân Relay 5 chân .............................................................................13 
Hình 2.20. Sơ đồ khối của PIC16F887..........................................................................15 
Hình 2.21. Sơ đồ chân của PIC16F887 .........................................................................15 
Hình 2.22. Hình dạng LCD16x2 ...................................................................................16 
Hình 2.23. Sơ đồ chân và kết nối LCD16x2 .................................................................16 
Hình 2.24. Giao diện chính của MikroC Pro for PIC ....................................................18 
Hình 2.25. Tạo một Project mới để viết chương trình ..................................................18 
Hình 2.26. Cài đặt lại Project ........................................................................................19 
Hình 2.27. Mạch nạp Burn-E ........................................................................................19 
Hình 2.28. Sơ đồ kết nối chân vi điều khiển với mạch nạp...........................................20 
Hình 2.29. Giao diện chính phần mềm Burn-E .............................................................20 
Hình 4.1 Cấu tạo máy đột dập lỗ thủ công ...................................................................23 
vii


Hình 4.2. Cấu tạo phần đế máy của máy đột dập thủ công ...........................................24 
Hình 4.3 Hình ảnh cấu tạo phần đế máy đột dập chọn dao tự động..............................25 
Hình 4.4. Cấu tạo phần thân máy của máy đột dập thủ công ........................................26 
Hình 4.5 Hình ảnh cấu tạo phần thân máy đột dập chọn dao tự động .........................27 
Hình 4.6 Hộp điều khiển ...............................................................................................28 
Hình 4.7 Mô hình máy đột dập chọn dao tự động .........................................................29 
Hình 4.8 Bánh dẫn động ................................................................................................30 
Hình 4.9 Cánh tay đòn ...................................................................................................30 
Hình 4.10 Đầu nối cán piston ép dao đột ......................................................................31 
Hình 4.11 Đế gắn xylanh đẩy ép dao ............................................................................32 
Hình 4.12 Giá đỡ xylanh ...............................................................................................32 
Hình 4.13 Đế gắn xylanh đẩy chốt mâm dao dưới ........................................................33 
Hình 4.14 Đế gắn xylanh đẩy chốt mâm dao trên .........................................................33 

Hình 4.15 Đầu nối cán piston chốt mâm dao dưới ........................................................34 
Hình 4.16 Giá đỡ động cơ .............................................................................................34 
Hinh 4.17 Bản lề giá đỡ động cơ ..................................................................................34 
Hình 4.18 Bố trí cảm biến .............................................................................................35 
Hình 4.19. Thanh chắn cảm biến ...................................................................................35 
Hình 4.20 Sơ đồ khối nguyên lý điều khiển ..................................................................37 
Hình 4.21 Mạch nguồn .................................................................................................38 
Hình 4.22 Mạch nguyên lý điều khiển động cơ DC ......................................................39 
Hình 4.23 Mạch nguyên lý điều khiển xylanh khí nén ................................................40 
Hình 4.24 Mạch nguyên lý hiển thị LCD 16x2 .............................................................41 
Hình 4.25 Mạch nguyên lý điều khiển chung ...............................................................42 
Hình 4.26 Sắp xếp linh kiện cho mạch ..........................................................................43 
Hình 4.27 Chạy dây cho mạch ......................................................................................43 
Hình 4.28. Mạch layout được đổ đồng hoàn chỉnh .......................................................43 
Hình 4.29 Sơ đồ khối phần mềm ...................................................................................44 
Hình 4.30 Lưu đồ giải thuật...........................................................................................47 
Hình 4.31 Chương trình cho vi điều khiển ....................................................................48 
Hình 5.1. Hình ảnh động cơ, xylanh đột, xylanh chốt và cảm biến được gắn lên đĩa
quay chính mang cối, chày trên .................................................................................... 49
Hình 5.2. Hình ảnh động cơ, xylanh chốt, cảm biến được gắn lên đĩa quay chính dưới
………………………………………………………………………………………...50
viii


Hình 5.3. Hình ảnh mạch điều khiển sau khi hoàn thành............................................. 50
Hình 5.4. Hình ảnh kết nối mạch điều khiển với nút điều khiển, màn hình LCD 16x2,
máy biến áp....................................................................................................................51 
Hình 5.5. Hình ảnh mạch điều khiển được gắn vào hộp điều khiển hoàn chỉnh...........51 
Hình 5.6. Máy được lắp ráp hoàn chỉnh nhìn từ bên cạnh .......................................... 52
Hình 5.7. Máy được lắp ráp hoàn chỉnh nhìn từ trên xuống .........................................52 

Hình 5.8. Hệ thống máy trước khi chạy thử nghiệm…………….……………………53
Hình 5.9. Hình ảnh màn hình hiển thị ban đầu............................................................ 53
Hình 5.10. Hình ảnh các bước cài đặt chọn dao chạy thử nghiệm máy ....................... 54
Hình 5.11. Hình ảnh thứ tự các bước chọn dao ............................................................ 56

ix


DANH SÁCH CÁC BẢNG
Trang
Bảng 1: Những thông số của cảm biến ..........................................................................10 
Bảng 2: Tín hiệu điều khiển động cơ ............................................................................12 
Bảng 3: Chức năng các chân của LCD16x2 .................................................................17 
Bảng 4 : Bảng mã tín hiệu cảm biến..............................................................................34 
Bảng 5: Kết quả khảo nghiệm ..................................................................................... 56

x


DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT
 TTL: Transistor Transistor Logic
 H : High
 L: Low
 CPU: Central Processing Unit
 I/O : Input/Output
 ADC : Analog to Digital Converter
 DAC : Digital to Analog Converter
 WG : Wave Guide
 PWM : Pulse Width Modulation
 UART : Universal Asynchronous Receiver Transmitter

 RISC: Reduced Instructions Set Computer
 MPU : Main Processing Unit

xi


Chương 1
MỞ ĐẦU
1.1.

Đặt vấn đề
Tấm lưới kim loại là gi ?
Tấm lưới kim loại là những kim loại dạng tấm như: tấm thép, tấm inox, tấm

nhôm…được đột lỗ với hình dạng và kích thước của khuôn đột đã định hình sẵn ( hay
còn gọi là chày - cối) theo dạng lưới.
Tấm lưới kim loại có nhiều ưu điểm như hình dạng, kích thước lỗ đa dạng, vật
liệu nhẹ, sức bền cao theo tỉ lệ trọng lượng…
Tấm lưới kim loại được ứng dụng rộng rãi trong các hệ thống thông gió, các bộ
phận sàn lọc, lưới bảo vệ, các bộ phận cần giảm trọng lượng, trang trí các bề mặt, đồ
dùng gia dụng, các bề mặt có yêu cầu bắt bu lông hay ốc vít…
Để có những tấm lưới kim loại đột lỗ đạt yêu cầu về kiểu lưới, độ chính xác các
lỗ và tính thẫm mỹ cao thì cần có nhũng máy chuyên dụng để đột dập lỗ.
Hiện nay trên thị trường giá của một máy đột dập lỗ tấm kim loại được nhập từ
nước ngoài với giá rất cao và chủ yếu dùng trong công nghiệp với quy mô sản xuất lớn
như: máy đột dập CNC, máy đột dập liên hợp, máy đột dập thủy lực…
Đới với quy mô sản xuất vừa và nhỏ thì những máy đột dập lỗ hiện nay chưa
thể đáp ứng được yêu cầu về tính năng và chi phí đầu tư.
Với những lý do trên và được sự hướng dẫn của thầy Th.S Nguyễn Văn Công
Chính, em đã tiến hành thực hiện đề tài “THIẾT KẾ, CHẾ TẠO BỘ ĐIỀU KHIỂN

TỰ ĐỘNG CHỌN DAO CHO MÁY ĐỘT DẬP” nhằm giảm chi phí đầu tư nhưng
vẫn đáp ứng được tính năng tương đối của máy đột dâp.
1.2.

Mục đích của đề tài

1.2.1 Mục đích chung
 Khảo sát, tìm hiểu nguyên lý hoạt động của các máy đột dập lỗ CNC, đột dập lỗ
thủy lực
 Thiết kế mạch điều khiển chọn dao đột tự động trên máy đột dập nhiều đầu dao
1


1.2.2 Mục đích cụ thể của đề tài
 Khảo sát, cải tiến máy đột dập lỗ thủ công Turret Punch No 12 hãng sản xuất
Di-Acro – USA
 Thiết kế chế tạo mạch điều khiển cho bộ chọn dao tự động, hiển thị màn hình
làm việc trên LCD 16x2
 Viết chương trình trên MikroC Pro For Pic, ứng dụng vi điều khiển PIC16F887
để điều khiển, hiển thị chế độ làm việc
1.3.

Giới hạn đề tài
 Bộ điều khiển chỉ giao tiếp màn hình LCD16x2, chưa giao tiếp được với máy
tính
 Tốc độ quay chọn dao còn hạn chế
 Máy chỉ điều khiển vị trí chọn dao chưa làm việc thực tế

2

Chương 2
TỔNG QUAN  TRA CỨU TÀI LIỆU
2.1.

Tổng quan về tấm lưới kim loại
Tấm lưới kim loại là những tấm thép được gia công theo phương pháp gia công

áp lực, dưới tác dụng của ngoại lực tại vị trí tác động làm cho tấm kim loại từ biến
dạng đàn hồi sang biến dạng déo, cuối cùng là biến dạng cắt tạo ra những lỗ với kích
thước và hình dạng theo khuôn đột.
Ngày xưa với công nghệ đột dập còn hạn chế nên tấm kim loại chủ yếu được
gia công bằng phương pháp thủ công vì vậy chưa đa dạng về hình dạng và kích thước
lỗ đột.
Với công nghệ hiện đại ngày nay như: máy đột dập CNC, máy đột thủy lực..do
đó tấm lưới kim loại đa dạng về hình dạng, kích thước lỗ đột và đáp ứng được nhiều
mục đích sử dụng.
Một số dạng tấm lưới kim loại thông dụng:

Hình 2.1. Tấm lưới kim loại lỗ tròn

Hình 2.2. Tấm lưới kim loại lỗ vuông

Hình 2.3. Tấm lưới kim loại lỗ Oval

Hình 2.4. Tấm lưới kim loại lỗ lục giác

3

Ngoài những tấm lưới kim loại có hình dạng lỗ thông dụng trên còn có những tấm kim
loại với hình dạng lỗ khác tùy vào yêu cầu mục đích sử dụng của người dùng.

Hinh 2.5. Một số dạng tấm lưới kim loại khác
Ứng dụng của tấm kim loại đột lỗ:
Trong nông nghiệp,tấm kim loại đột lỗ thường được sử dụng nhiều để làm sàng,
phân loại hoặc nghiền nông sản, thức ăn cho gia súc, gia cầm...
Trong các lĩnh vực khác, tấm kim loại đột lỗ được ứng dụng nhiều để làm cửa
thông khí cho các tủ mạng, tủ server, lưới bảo vệ đồng thời làm mát cho các bộ phận
của máy và động cơ của các loại xe, ngoài ra còn được ứng dụng nhiều trong xây
dựng, trang trí nội thất và các đồ gia dụng có tính thẩm mỹ cao.
2.2.

Tìm hiểu về máy đột dập lỗ tấm kim loại

2.2.1 Tìm hiểu máy đột thủy lực Nitto Kohki HS11-1624
Máy đột Nitto Kohki HS11-1624 thuộc hãng sản xuất Nitto Kohki xuất xứ Nhật
Bản, máy có kết cấu nhỏ gọn, di chuyển dễ dàng, dễ điều khiển, độ chính xác cao.
Máy chỉ có một đầu dao trên mâm dao, vì vậy trong quá trình đột muốn thay đổi
kích thước hình dạng lỗ đột thì phải thay dao bằng thủ công.
Máy có kết cấu nhỏ gọn phù hợp với quy mô sản xuất nhỏ lẻ và đột những tấm
kim loại có diện tích nhỏ.

Hình 2.6 Máy đột lỗ Nitto Kohki HS11-1624
4


Cấu tạo bộ phận bơm thủy lực:

Hình 2.7 Bộ phận bơm thủy lực

Cấu tạo bộ phận đột:

Hình 2.8 Bộ phận đột
Nguyên lý hoạt động của máy đột lỗ Nitto Kohki HS11-1624:
Khi nguồn được cấp, máy bơm hoạt động bơm dầu thủy lực từ bộ phận bơm
theo ống dẫn đến bộ phận đột với áp suất lớn, ta đặt tấm kim loại cần đột giữa chày cối và tiếp xúc với mặt phẳng của cối, khi nhấn nút điều khiển trên bộ phận đột thì
chày được ép xuống với một lực lớn lên tấm kim loại kết hợp với cối tạo ra lỗ đột.
2.2.2 Tìm hiểu máy đột dập CNC Tailift HP1250
Máy đột dập tấm kim loại Tailift HP1250 thuộc hãng sản xuất Taiwan xuất xứ
Đài Loan, máy có 36 đầu dao trên mâm dao được điểu khiển bởi bộ điều khiển CNC

5


Fanuc Oi – PC nên độ chính xác rất cao, tuy nhiên chi phí đầu tư cho một máy là khá
lớn.

Hình 2.9 Máy đột tấm kim loại Tailift HP1250
Máy gồm các bộ phận chính:
1) Bộ điều khiển CNC

4) Mặt sàn

2) Thân máy

5) Mâm dao

3) Bộ phận di chuyển tấm kim loại

6) Nút điều khiển

Nguyên lý hoạt động của máy:
Sau khi cấp nguồn cho máy, đưa tấm kim loại cần đột lỗ lên mặt sàn và được
giữ chặt bởi bộ phận di chuyển thông qua nút diều khiển. Chương trình điều khiển
được xây dựng trực tiếp từ bộ điều khiển CNC hoặc từ bên ngoài đưa vào bộ điều
khiển, sau khi chương trình được đổ xuống, máy sẽ điều khiển mâm dao để chọn dao,
bộ phận di chuyển để chọn vị trí cần đột lỗ cho tấm kim loại theo yêu cầu của chương
trình CNC đã soạn.
2.3.

Tổng quan về động cơ điện một chiều  hộp giảm tốc
Động cơ điện một chiều – hộp giảm tốc là động cơ hoạt động với dòng điện một

chiều hay còn gọi là động cơ DC có gắng bộ giảm tốc.

6


Hình 2.10. Động cơ điện một chiều – hộp giảm tốc
Ưu điểm lớn nhất so với các loại động cơ khác như động cơ xoay chiều, động
cơ không đông bộ.. thì động cơ DC dễ điều khiển và khả năng quá tải.
Động cơ DC gồm hai bộ phận chình: phần quay (phần ứng) hay còn gọi là
Roto, phần tĩnh (phần cảm) hay còn gọi là Stato.
Động cơ điện một chiều hoạt động do lực tương tác của từ trường giữa Roto và
Stato làm cho Roto chuyển động quay.
Điều khiển chiều quay, đầu tiên ta cấp nguồn điện một chiều vào hai đầu của
động cơ, nếu cấp điện dương vào một đầu, đầu còn lại cấp điện âm thì động cơ quay
theo chiều cố định, nếu đổi điện cực thì động cơ quay theo chiều ngược lại.

Hình 2.11. Điều khiển chiều quay động cơ

Điều khiển tốc độ động cơ, ta có thể điểu khiển theo một trong các phương
pháp như:
 Điều chỉnh tham số động cơ
 Điều chỉnh điện áp nguồn
 Điều chỉnh cấu trúc động cơ
Hộp giảm tốc là một bộ truyền bánh răng được gắng đồng trục với động cơ có tỉ
số truyền thấp, mục đích giảm số vòng quay của động cơ, tăng mômen trục động cơ.
7


Tốc độ của hộp giảm tốc tính theo công thức:

      (vòng /phút)
Trong đó:
V1: tốc độ của hộp giảm tốc
V2 : tốc độ của động cơ ( vòng/phút)
X: tỉ số truyền của hộp giảm tốc
Ví dụ nếu động cơ có tốc độ quay với 4500 vòng/phút qua hộp giảm tốc với tỉ
số truyền 1:150 thì tốc độ của trục hộp giảm tốc quay với tốc độ là:

1

V1
2.4.

30 (vòng/phút)

Tổng quan về Xylanh khí nén

Hình 2.12. Hình dạng Xylanh khí nén

Ngày nay, xylanh khí nén được ứng dụng nhiều trong các các lĩnh vực tự
động hóa, trong các dây chuyền sản xuất, tuy lực sinh ra không bằng với xylanh
thủy lực cùng kích cỡ với nó nhưng có ưu điểm:
 Dễ điều khiển
 Các thiết bị khí nén có cấu tạo nhỏ gọn
 Chi phí cho các thiết bị điều khiển tương đối rẻ


Nguồn khí nén dồi dào, dễ vận chuyển và lưu trữ
Cấu tạo của một xylanh khí nén:

8


Hình 2.13. Cấu tạo của xylanh khí nén
Cấu tạo xylanh gồm các phần chính sau:
1: Ngõ cấp khí nén

5: Nắp phía trước

2: Nắp phía sau

6: Piston

3: Thành ngoài thân xylanh

7: Cán Piston

4: Thành trong xylanh

8: Bộ gioăng phớt làm kín và chịu lực

Khi chọn dùng xylanh các thông số ta cần quan tâm là đường kính piston,
đường kính lòng xylanh, và hành trình làm việc.
Lực xylanh được tính theo công thức:

F= p.A (N)
P: áp suất khí nén ngõ vào xylanh
A: diện tích bề mặt piston
2.5.

Tìm hiểu cảm biến quang thu  phát chữ U
Cảm biến quang thu phát chữ U là loại cảm biến phát hiện vật theo ánh sáng

hồng ngoại, gồm một cực phát và một cực thu đặt đối diện nhau và cùng đặt trong một
vỏ bằng nhựa (kim loại) có dạng hình chữ U.

Hình 2.14. Sơ đồ chân của cảm biến thu phát chữ U

9


Bảng 1: Những thông số của cảm biến
Thông số

Đơn vị

Nguồn cấp

5 VDC

Áp ngõ ra (Vo)

0.35 VDC

Dòng ngõ ra

30 mA

Khoản cách giữa
hai cực thu - phát

5 mm

Nguyên lý hoạt động, khi cấp nguồn 5VDC cho cảm biến (chân 1 và 2), cực
phát sẽ phát ra ánh sáng dưới dạng tia hồng ngoại, đồng thời kích cực thu dẫn điện và
xuất tín hiệu điện áp ngõ ra Vo (chân 3). Nếu giữa hai cực có vật chắn ngang làm cho
tia sáng hồng ngoại bị giáng đoạn nên tín hiệu ngõ ra Vo bị tạm ngắt đến khi nào
không có vật chắn giữa hai cực thu – phát thì ngõ ra Vo có tín hiệu.
2.6.

Tra cứu linh kiện điện tử

2.6.1 Tìm hiểu L298
L298 là một driver chíp tích hợp sẵn hai cầu H bên trong, với chuẩn điều khiển
TTL, L298 không có diode nội bảo vệ Mosfet, mỗi cầu H chịu tải tối đa là 2A, điện áp
40VDC, nếu nối hai cầu H song song lại với nhau có thể đạt 4A.

Hình 2.15. Sơ đồ chân L298

10


Hình 2.16. Sơ đồ khối L298

Hình 2.17. Sơ đồ kết nối động cơ với L298
Nguyên lý hoạt động, xét một cầu H trong L298 và được kết nối với động cơ như
Hình 2.14 :
 Khi cho Ven lên mức cao (Ven = 1) nếu C được kích mức cao (C= 1), D
kích mức thấp (C=0) thì động cơ quay theo một chiều cố dịnh, nếu đổi
ngược mức logic của C và D thì động cơ sẽ đổi chiều ngược laị, nếu C và D
cùng mức logic thì động cơ dừng nhanh.
 Khi cho Ven ở mức thấp (Ven=0), mức logic C và D tùy ý thì động cơ sẽ
dừng tự do ( hay dừng từ từ).
11


 Cầu H còn lại được két nối và điều khiển tương tự như trên
Bảng 2: Tín hiệu điều khiển động cơ
NGÕ VÀO

CHỨC NĂNG

C=H ; D=L
Ven=H

C=L ; D=H

Ven=L

Động cơ quay theo
chiều cố định
Đảo

ngược

chiều

động cơ

C=D

Động cơ dừng nhanh

C và D tùy ý

Động cơ dừng tự do

(H: High L: Low)
Công dụng: IC L298 tích hợp sẵn hai cầu H bên trong, dễ điều khiển nên được
ứng dụng nhiều trong các mạch điều khiển như: kích relay, kích cuộn solenoid, điều
khiển động cơ DC và động cơ bước.
2.6.2 Tìm hiểu ULN2803
ULN2803 là IC đệm dòng và đảo tín hiệu dòng (dòng dẫn lên đến 500mA),
gồm có 8 kênh mỗi kênh là một transistor darlington NPN, giao tiếp được với vi điều
khiển, được ứng dụng nhiều trong các mạch điều khiển, đặc biệt là dùng để kích
Relay, đệm dòng cho các mạch led quang báo, led ma trận…

Hình 2.18. Sơ đồ chân ULN2803
Nguyên lý hoạt động, khi ta kích mức 1 (áp dương) cho một ngõ vào thì ngõ ra

tương ứng là mức 0 (ngõ ra kéo xuống mass), dòng được khuếch đại lớn tới 500mA,
nếu ta kích mức 0 cho ngõ vào thì ngõ ra không có tín hiệu.

12


2.6.3 Tìm hiểu Relay 5 chân
Relay dùng để đóng ngắt các thiết điện, điện tử, gồm có một cuộn hút và các
tiếp điểm đóng ngắt.

Hình 2.19. Sơ đồ chân Relay 5 chân
Nguyên lý hoạt động, khi chân 1 được kích thì cuộn hút hút làm cho tiếp điểm
thường hở ( chân 3 và 4) đóng đồng thời tiếp điểm thường đóng (chân 3 và 5) sẽ hở,
tùy vào yêu cầu sử dụng mà nối ghép relay với thiết bị điều khiển vào tiếp thường
đóng hay thường hở.
2.7.

Tìm hiểu vi điều khiển PIC16F887
Vi điều khiển (VĐK) là một hệ thống vi xử lý tích hợp trong một chíp vi

mạch,hay còn gọi là vi điều khiển đơn chíp.
VĐK được ứng dụng nhiều trong các sản phẩm điều khiển tự động và các thiết
bị như hệ thống kiểm soát động cơ ô tô, thiết bị y tế, điều khiển từ xa, máy móc văn
phòng, đồ chơi, các hệ thống nhúng…
VĐK được thiết kế nhỏ gọn nhưng tích hợp nhiều tính năng, nên ta có thể nói
so với các bộ được thiết kế riêng biệt như: bộ vi xử lý, bộ nhớ, các cổng I/O…thì dùng
vi điều khiển kinh tế hơn, linh hoạt hơn trong quá trình điều khiển.
Một trong những dòng VĐK được dùng nhiều hiện nay là vi điều khiển PIC mà
đặc biệt là PIC16F887.
Vi điều khiển PIC16F887 là sản phẩm của hãng Microchip, thuộc dòng Lowpower. Nó có tất cả các tính năng của một vi điều khiển hiện đại thường có, giá thành

tương đối thấp, dễ tìm.
13