Tải bản đầy đủ (.docx) (58 trang)

Báo cáo đồ án tốt nghiệp máy CNC phay mạch in

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (5.35 MB, 58 trang )

LỜI NÓI ĐẦU
Hiện nay, với xu hướng nền công nghiệp 4.0, các nước trên thế giới nói chung cũng
như Việt Nam nói riêng đã và đang hướng đến việc công nghiệp hóa, hiện đại hóa
đất nước. Kể từ khi nền công nghiệp được phát triển, việc áp dụng các thành tựu kỹ
thuật, công nghệ vào trong các quy trình sản xuất đã không còn xa lạ với con người.
Chính vì điều đó, ngành công nghệ tự động điều khiển đóng một vai trò rất quan
trọng trong sự phát triển công nghiệp hiện nay. Tự động điều khiển là một trong
những mấu chốt quan trọng nhất để thúc đẩy nền công nghiệp của thế giới trở thành
mốt nền công nghiệp tự động hóa hoàn toàn. Nhờ việc áp dụng kỹ thuật tự động
trong công nghiệp mà vừa tăng được năng suất lao động, vừa giảm được sức lao
động thủ công. Bên cạnh đó, việc áp dụng này cũng là một sự lựa chọn tối ưu nhằm
tạo ra những sản phẩm chất lượng, tiết kiệm được chi phí sản xuất, từ đó đẩy cao
được sự cạnh tranh trên thị trường. Với những kiến thức, kinh nghiệm cùng với sự
giúp đỡ hướng dẫn của quý thầy, cô nhóm chúng tôi quyết định chọn đề tài đồ án tốt
nghiệp là “ Máy phay mạch in CNC ” .
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................

1


.......................................................................................................................................


.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................

Xác nhận của GVHD
( kí/ đóng dấu)

Thầy Lê Hoàng Lâm
DANH SÁCH HÌNH ẢNH
Hìn
h
2.1
2.2
2.3
2.4
2.5
2.6
2.7
2.8
2.9
2.10
2.11
2.12
2.13

Nội dung


Trang

Máy khoan CNC
Máy phay CNC
Máy cắt CNC
Cấu tạo Servo
Driver Servo
Driver CNC-C10A-S14
Cấu tạo chung Encoder
Biến tần Mitsubishi E700
Sơ đồ cấu tạo của biến tần
Biến đổi điện áp qua tần số biến tần
Động cơ Spindle
Bo mạch AKZ250
Các chân tín hiệu

5
5
6
8
9
11
12
13
13
14
15
16
17

2


2.14
2.15
2.16
2.17
2.18
2.19
2.20
2.21
2.22
2.23
2.24
2.25
3.1
3.2
3.3
3.4
3.5
3.6
3.7
3.8
3.9
3.10
3.11
3.12
3.13
3.14
3.15

4.1
4.2
4.3
4.4
4.5
4.6
4.7
4.8
4.9
4.10
4.11
4.12
4.13
4.14

Các chân ngõ vào
Các chân ngõ ra
Một đoạn G-code
Giao diện phần mềm Mach 3
Cảm biến Omron E2S
Sơ đồ nguyên lý của cảm biến Omron E2S
Bộ lọc nhiễu 3 pha
Bộ lọc nhiễu 1 pha
Bộ nguồn 24V DC
Bộ nguồn 5V DC
Relay trung gian
Thiết bị đóng cắt
Mô hình máy CNC
Sensor giới hạn trên và giới hạn dưới
Giá đỡ máy

Bàn phôi và kẹp phôi
Trục X
Bản vẽ cơ khí trục X
Trục Y
Bản vẽ cơ khí trục Y
Trục Z
Bản vẽ cơ khí trục Z
Các khối điều khiển trong hệ thống
Sơ đồ mạch động lực
Sơ đồ mạch điều khiển
Sơ đồ mạch điều khiển
Một số hình ảnh thi công tủ điẹn
Lưu đồ quy trình vận hành của hệ thống
Các khối điều khiển của hệ thống
Layout của mạch điện
Layout 3D của mạch điện
Giao diện phần mềm Copper Cam
File mạch in sau khi định dạng
Cửa sổ cài đặt dao phay
Điều chỉnh độ ăn dao
Đoạn G-code
Vào cửa sổ thiết lập chức năng trong Mach3
Cửa sổ Engine Configuration Port and Pin
Cửa sổ cài đặt các chân xung cổng ra
Cửa sổ cài đặt các ngõ vào
Cửa sổ cài đặt các ngõ ra
3

18
19

20
21
22
23
24
24
25
26
27
28
29
29
30
30
31
31
32
32
33
33
34
35
35
36
37
37
38
39
39
40

40
41
41
42
42
43
43
44
45


4.15
4.16
4.17
4.18
4.19
4.20

Cài đặt thông số trục động cơ chính
Cửa sổ cài đặt thông số cho các trục
Nạp file G-code vào chương trình
Lấy gốc tọa độ phôi
Giao diện Mach 3 sau khi load file G-code
Sản phẩm

46
47
48
49
50

50

DANH SÁCH BẢNG
Bảng
2.1
2.2
2.3
2.4
2.5

Nội dung
Các dạng xung đầu vào của Driver Servo
Sơ đồ chân bo mạch AKZ250
Các chân ngõ vào bo mạch AKZ250
Các chân ngõ ra bo mạch AKZ250
Các nhóm lệnh G-code

MỤC LỤC

4

Trang
10
16
17
18
21


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI

1.1. Đặt vấn đề
Trong suốt những thập kỷ qua, động cơ servo là một trong những chìa
khóa quan trọng trong việc cách mạng hóa ngành công nghiệp điều khiển
chuyển động. Ngày này, cùng với sự phát triển mạnh mẽ của nền công nghiệp
trên thế giới, động cơ servo cũng đã và đang phát triển không ngừng và hầu
như đều xuất hiện trong mọi hệ thống điều khiển tự động. Sự phát triển của
khoa học kỹ thuật càng cao thì đồng nghĩa với việc yêu cầu chất lượng sản
phẩm cũng như là năng suất lao động càng cao, ví dụ như: độ chính xác của
sản phẩm, khả năng đáp ứng của máy móc, tốc độ làm việc,… Để đáp ứng
được những yêu cầu trên thì các hệ thống tự động trong các nhà máy hiện này
hầu như đều sử dụng động cơ servo, chẳng hạn như: cánh tay máy robot, máy
CNC, cần trục,…
Nhằm đáp ứng được những yêu cầu cao để phục vụ quá trình sản xuất
có thể đạt được hiểu quả tốt nhất, với những ưu điểm như: tốc độ quay nhanh,
momen sản sinh lớn, độ chính xác cao, kết hợp với bộ điều khiển và phản hồi
( Encoder ),… việc sử dụng động cơ servo để điều khiển các hệ thống trong
nhà máy ngày càng phổ biến hơn.
Trong thực tế, ta có thể nhận thấy rằng những công việc đòi hỏi độ
chính xác hoàn toàn với những vị trí cài đặt sẵn của sản phẩm thì với những
hoạt động thủ công của con người không thể đáp ứng được. Từ đó, việc sử
dụng động cơ servo sẽ giúp mọi việc trở nên dễ dàng hơn. Xuất phát từ việc
muốn tìm hiểu, nghiên cứu về cách thức điều khiển về động cơ servo, nhóm
chúng tôi đã quyết định chọn đề tài “ Máy CNC phay mạch in ”.



1.2. Mục tiêu đề tài
Xây dựng được mô hình máy CNC 3 trục.
 Điều khiển vận hành chính xác được theo những yêu cầu mong muốn.
 Giao tiếp được với các thiết bị của mô hình: biến tần Mitsubishi E700,

Driver Servo MR-C10A-S14, bo mạch CNC AKZ250.
5


 Giao tiếp được giữa các Driver Servo, biến tần với các output/input của
bo mạch CNC AKZ250.
 Sử dụng được các phần mềm hỗ trợ cho hệ thống CNC.
1.3. Phương pháp nghiên cứu
Để thực hiện đề tài một cách tốt nhất, nhóm đã nghiên cứu về máy CNC
thông qua những thông tin trên mạng internet và những quan sát thực tế ở bên
ngoài, từ đó thu được những yêu cầu thực tế của đề tài. Bên cạnh đó, nhờ sự
giúp đỡ, hướng dẫn nhiệt tình của giáo viên hướng dẫn đã giúp nhóm đã đưa
ra được hướng nghiên cứu và hoàn thành đề tài.
Tiến trình thực hiện đề tài:
 Tham khảo ngoài thực tế và theo sự hướng dẫn của giáo viên để
đưa ra được định hướng cho hệ thống của đề tài.
 Nghiên cứu về động cơ Servo.
 Tìm hiểu về phần cơ khí, từ đó nắm rõ được các chuyển động của






hệ thống.
Chỉnh sửa, lắp ráp phần cứng , phần điện ( tủ điện điều khiển ).
Kết nối các thiết bị của hệ thống và điều khiển, giám sát,
Điều chỉnh hệ thống để đạt được kết quả như yêu cầu.
Chạy thử và thu nhận sản phẩm.
Rút ra các thiếu sót và từ đó chỉnh sửa để hoàn thành hệ thống.


1.4. Giới hạn đề tài
Đề tài chỉ dừng lại ở việc chạy trên mô hình cùng với các yêu cầu điều
khiển:
 Điều khiển mô hình CNC 3 trục bằng phần mềm hỗ trợ để phay ra
sản phẩm phù hợp.
6


 Điều khiển mô hình CNC 3 trục trực tiếp bằng những lệnh theo yêu

-

cầu thực hiện.
1.5. Đối tượng nghiên cứu
Các đối tượng phần cứng ( phần cơ khí ) :
Cơ cấu các trục vít me ( trục X, Y, Z ).
- Các chi tiết phần cứng khác: mặt bàn phay, khối đế máy, chốt định vị,
vam kẹp phôi.
Các đối tượng điều khiển ( phần điện ) :
- Tủ điện điều khiển.
- Driver Servo MR-C10A-S14.
- Biến tần Mitsubishi E700.
- Bo mạch CNC AKZ 250.

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
2.1. Tổng quan về máy CNC
2.1.1. Giới thiệu về máy CNC
Máy CNC là viết tắt của cụm từ Computer Numerical Control – (điều khiển
hệ thống máy vi tính). Nói dể hiểu, đây là một hệ thống máy móc chuyên gia công

cơ khí tự động, hoạt động dựa trên nguyên tắc sử dụng các chương trình viết bằng
ký hiệu chuyên biệt theo tiêu chuẩn EIA-274-D (thường gọi là mã G). Để máy
CNC hoạt động được, cần phải nạp chương trình vào hệ thống vi tính thông
minh.máy vi tính có nhiệm vụ xử lý và điều khiển các bộ phận của máy như đầu
cắt, tốc độ cắt, biên độ cắt,… thoe chương trình có sẵn để gia công sản phẩm.
Cấu tạo và nguyên lý hoạt động: Máy CNC có 1 hoặc nhiều trục chính.
Trục chính có tốc độ quay rất cao, đầu trục chính được gắn vào đầu cắt như mũi
khoan để cắt sản phẩm theo trục lên xuống( trục Z). Thân máy có bàn giá để cố
định sản phẩm và di chuyển theo các trục X,Y. Kết hợp với trục chính( phương Z)
để đưa lưỡi cắt di chuyển theo các phương hướng, bề mặt muốn gia công của sản
phẩm.

7


2.1.2. Phân loại máy CNC
Trong ngành công nghiệp sản xuất nói chung, máy CNC có khá nhiều chủng
loại và chức năng khác nhau. Chính vì vậy mà việc phân loại cũng có những tiêu
chí khác nhau:
 Theo phương pháp truyền động: truyền động điện, thủy lực, khí nén.
 Theo phương pháp điều khiển: điều khiển điểm, điều khiển đoạn,
điều khiển theo đường cắt( máy 2D, máy 3D)
 Theo phương pháp thay dao: thay dao bằng tay, phương pháp tự động
kiểu rơ-vôn-ve.
 Theo hệ điều hành: Fanuc, Siemens, Fagor, EMCO,…
 Theo số lượng trục của máy.
 Theo kích cỡ và trọng lượng máy.
Một số hình ảnh máy CNC trong công nghiệp
Hình 2.1. Máy khoan CNC


8


Hình 2.2. Máy phay CNC

Hình 2.3. Máy cắt CNC plasma
2.1.3. Ưu điểm và nhược điểm của máy CNC
Ưu điểm:
• Máy CNC không phụ thuộc vào tay nghề của người điều khiển mà phụ
thuộc vào nội dung chương trình đưa vào máy, người điều khiển chỉ chủ yếu
là theo dõi kiểm tra các chức năng hoạt động của máy.
• Độ chính xác làm việc cao, thông thường các máy CNC có độ chính xác là
0.001mm, do đó có thể đạt được độ chính xác cáo hơn.
• Chất lượng gia công ổn định, độ chính xác lặp lại cao.
• Tốc độ cắt cao, nhờ cấu trúc cơ cấu cơ khí chắc của máy, những vật liệu cắt
hiện đại như kim loại cứng có thể sử dụng tốt hơn.
• Thời gian gia công ngắn hơn, tiết kiệm nhân lực, nhân công.
• Có khả năng vận hành liên tục, ổn định và ít xảy ra lỗi.
Nhược điểm:
• Giá thành chế tạo máy cao hơn.
• Giá thành bảo dưỡng, sữa chữa máy càng cao hơn.
• Vận hành và thay đổi người đứng máy khó khăn hơn.

9


2.2. Tổng quát về AC Servo.
2.1.1. Giới thiệu chung về Servo
2.1.1.1 Giới thiệu về Servo.
Động cơ servo nói chung là loại động cơ sử dụng khả năng hồi

tiếp tín hiệu từ encoder về driver điều khiển để điều chỉnh tốc độ,
moment, vị trí của động cơ hay các kết cấu cơ khí đi kèm đạt được
như mong muốn. Khi có vật cản hoặc những tác động làm hãm
trục động cơ, hệ thống hồi tiếp sẽ giúp động cơ tự điều chỉnh cho
lực moment,tốc độ, hay quán tính cho phù hợp với tải đang mang.
Ngoài ra động cơ servo luôn có xu hướng giữ vị trí hiện tại khi
không có tín hiệu điều khiển, chính vì thế khi có một ngoại vi tác
động lam thay đổi vị trí của động cơ hay kết cấu cơ khí liên kết với
trục động cơ thì servo sẽ tự trở về vị trí trước khi bị sai lệch.
2.1.1.3. Cấu tạo và chức năng của AC Servo
Về cấu tạo cơ bản thì động cơ ac servo là dạng động cơ đồng bộ 3 pha dùng
nam châm vĩnh cửu. Động cơ servo sẽ được tích hợp encoder độ phân giải lớn để
giúp quá trình điều khiển chính xác. Để điều khiển motor này thì mỗi hãng sẽ tích
hợp riêng driver cho động cơ của mình. Tùy mỗi ứng dụng thì động cơ AC servo
thường có 3 chế độ điều khiển chính là tốc độ, vị trí và torque( momen), ở mỗi chế
độ khác nhau thì chúng ta cần cài đặt tùy theo thông số của ứng dụng và tải.
Khi sử dụng động cơ ac servo ta cần quan tâm tới độ phân giải của encoder vì
nó sẽ ảnh hưởng đến sai số của máy móc. Độ phần giải đối với servo hiện nay dao
động từ 2500 cho đến 217 hoặc 220 xung trên một vòng, khi độ phân giải encoder
quá cao thì các bạn nên quan tâm tới hộp số điện tử khi điều khiển motor servo.

10


Hình 2.4. Cấu tạo của AC servo
• AC servo có 3 chức năng chính :
• Điều khiển vị trí
• Điều khiển tốc độ
• Điều khiển momen
2.1.2. Giới thiệu về Driver Servo

Driver Servo là một bộ khuếch đại điện tử đặc biệt được sử dụng để
theo dõi tín hiệu phản hồi từ cơ chế Servo và liên tục điều chỉnh độ lệch từ
các hành vi dự kiến. Drive Servo nhận được tín hiệu lệnh từ một hệ thống
điều khiển, khuếch đại tín hiệu và truyền dòng điện cho một động cơ Servo
để tạo ra chuyển động tỉ lệ thuận với tín hiệu lệnh. Thông thường, tín hiệu
lệnh đại diện cho một vận tốc mong muốn, nhưng cũng có thể biểu diễn một
momen hoặc vị trí mong muốn.

11


Hình 2.5. Driver Servo
Trong một hệ thống điều khiển được cấu hình đúng cách, động cơ Servo quay
với vận tốc rất gần với tín hiệu vận tốc mà động cơ Servo nhận được từ hệ thống
điều khiển. Một số tham số, chẳng hạn như độ cứng (còn được gọi là tỷ lệ thuận
lợi), giảm chấn (còn gọi là đạt được phái sinh) có thể được điều chỉnh để đạt được
hiệu suất mong muốn.
Các hệ thống Servo được xử dụng trong gia công CNC, tự động hóa nhà máy,
người máy và một số ứng dụng khác.

12


• Lựa chọn dạng xung đầu vào cho Driver Servo

Có 3 kiểu nhận xung điều khiển vị trí là forward/reverse pulse train,
sign plus pulse train, A/B phase pulse train, 2 kiểu xung tích cực mức thấp
hoặc tích cực mức cao. Tùy thuộc vào nguồn phát xung điều khiển driver mà
ta cài đặt thông số cho driver sao cho hợp lý. Ở đây ta sử dụng nguồn phát
xung là board CNC AKZ250 có kiểu phát xung tích cực mức thấp, 1 xung

điều khiển và 1 xung chiều quay.
Bảng 2.1. Các dạng xung đầu vào của Driver Servo

13


2.1.2.1 Driver Servo MR-C
Dòng động cơ driver AC servo Melservo Mitsuhishi công suất từ 0.05-400w
được sản xuất trên công nghệ của Nhật Bản nên đáp ứng được đầy đủ tiêu chuẩn
chất lượng để hoạt động được trong nhiều môi trường khác nhau.

Hình
2.6.

Driver

Servo MR- C10AS14
 Các chân điều





khiển :

- U,V,W : Cấp nguồn cho động cơ Servo.
- L1, L2 : Các chân cấp nguồn cho Driver
Display : màn hình hiển thị.
Mode : nút nhấn điều chỉnh chế độ hoạt động của Servo
Up, Down : thay đỗi chế độ hiển thị hoặc thông số

• Thông tin kỹ thuật của Driver Servo MR-C :
• Chế độ điều khiển hoặc phát xung bằng truyền thông.
• Hỗ trợ giắc cắm để đọc và ghi chương trình từ máy tính.
• Hỗ trợ màn hình và phím để cài đặt thông số.
• Tự động dò tìm thông số động cơ.
2.1.3. Encoder
Encoder được hiểu là một cảm biến vị trí đưa ra thông tin về góc quay,
tốc độ của một trục xoay nào đó kết nối với nó. Nguyên lý cơ bản của
Encoder gồm một đĩa xoay quay quanh trục, trên đĩa có các lỗ hoặc rảnh để
tín hiệu quang chiếu qua đĩa sẽ thu về được góc quay của đĩa. Khi trục quay

14


khiến đĩa quay, tin hiệu quang chiều qua đĩa sẽ nhận tắt liên tục tao ra các
xung, ghi nhận lại số xung và tốc độ xung ta có thể thu về được góc quay và
tốc độ quay của trục gắn encoder.
Hình 2.7. Cấu tạo chung của Encoder
• Phân loại Encoder
 Encoder tuyệt đối ( Absolute Encoder ) : là dòng encoder có khả năng phản
hồi chính xác vị trí của trục động cơ so với điểm quy định sẵn ban đầu. Đĩa
encoder tuyệt đối thường có nhiều rãnh có kích thước khác nhau và sắp xếp

không đều để tín hiệu quang phát ra xuyên qua rảnh đưa về được tín hiệu vị
trí tại đó nhờ phân tích kích thước, số lượng rảnh rồi biên dịch qua hệ nhị
phân mà từ đó qui đổi ngược lại được ví trí của trục quay.
 Encoder tương đối ( Increamental Encoder ) : là dòng encoder mà đĩa
quay của nó có nhiều rảnh với kích thước bằng nhau và cách đều nhau, nhờ
vậy khi tín hiệu quang cứ đi qua mỗi rãnh thì lại có một xung tín hiệu ra cho
biết trục quay đã quay được một góc bao nhiêu độ.


2.2. Biến tần và động cơ trục chính Spindle
2.2.1. Giới thiệu về biến tần
Biến tần là thiết bị biến đổi dòng điện xoay chiều ở tần số này thành dòng
điện xoay chiều ở tần số khác.

15


Hình 2.8. Biến tần Mitsubishi E700
2.2.2. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của biến tần
2.2.2.1. Cấu tạo của biến tần
Biến tần được cấu tạo từ các bộ phận có chức năng nhận nguồn điện có
điện áp đầu vào cố định với tần số cố định, từ đó biến đổi thành nguồn điện
có điện áp và tần số biến thiên ba pha (có thể thay đổi) để điều khiển tốc độ
động.

Hình 2.9. Sơ đồ cấu tạo của biến tần
2.2.2.2. Nguyên lý hoạt động của biến tần
• Các khâu cơ bản trong biến tần:
 Khâu chỉnh lưu: biến đổi nguồn xoay chiều sang một chiều.
 Bộ lọc: để giảm bớt độ nhấp nhô của áp và dòng ở đầu ra của bộ chỉnh lưu.
16


 Khâu nghịch lưu: biến đổi điện áp một chiều để đặt vào động cơ.
Đầu tiên, nguồn điện 1 pha hay 3 pha được chỉnh lưu và lọc thành nguồn 1
chiều bằng phẳng. Công đoạn này được thực hiện bởi bộ chỉnh lưu cầu diode và tụ
điện. Điện đầu vào có thể là một pha hoặc 3 pha, nhưng nó sẽ ở mức điện áp và tần
số cố định (ví dụ 380V 50Hz).

Điện áp 1 chiều ở trên sẽ được biến đổi (nghịch lưu) thành điện áp xoay chiều
3 pha đối xứng. Mới đầu, điện áp một chiều được tạo ra sẽ được lưu trữ trong giàn
tụ điện. Tiếp theo, thông qua quá trình tự kích hoạt thích hợp, bộ biến đổi IGBT
(viết tắt của tranzito lưỡng cực có cổng cách điện hoạt động giống như một công
tắc bật và tắt cực nhanh để tạo dạng sóng đầu ra của biến tần) sẽ tạo ra một điện áp
xoay chiều 3 pha bằng phương pháp điều chế độ rộng xung PWM.

Hình 2.10. Biến đổi điện áp qa tần số/ biến tần
2.2.2.3. Thông số kỹ thuật của biến tần
 Nguồn cấp: 1 pha 200-240VAC 50/60 Hz, 3 pha 200 – 240 VAC 50/60 Hz.
 Công suất: 400W.
 Tần số đầu ra: 0.2 – 400 Hz.
 Khả năng quá tải: 150%/60 giây, 200%/3 giây.
2.2.2. Động cơ trục chính Spindle
Động cơ trục chính thường được sử dụng là động cơ không đồng bộ 3 pha,
loại động cơ này hay được lựa chọn làm động cơ trục chính vì loại động cơ này có
dải công suất lớn từ vài trăm W đến vài trăm kW.
17


W=
-

W: tốc độ rotor động cơ
F : tần số dòng điện
N : số cặp cực
S : hệ số trượt
Do vậy để điều khiển tốc độ động cơ ta có thể thay đổi tần số điện áp cấp vào

động cơ, dùng phương pháp này ta có thể điều chỉnh vô cấp tốc độ động cơ với bộ

điều chỉnh tần số là biến tần.

Hình 2.11. Động cơ Spindle

2.3. Bo mạch CNC AKZ250 và G-code, phần mềm Mach 3
2.3.1. Bo mạch CNC AKZ250
Bo CNC AKZ250 là bộ điều khiển kết hợp với phần mềm Mach3 để hỗ trợ
vận hành hệ thống máy CNC một cách đơn giản và nhanh chóng, ví dụ : máy
khắc công nghiệp, máy khắc CNC, máy chế biến gỗ, máy cắt plasma CNC,
máy khắc đá, máy tiện,…
• Thông số kỹ thuật và ưu điểm của bo mạch AKZ250:
 Hỗ trợ USB kết nối trực tiếp với máy tình mà không cần trình điều khiển.
18


 Tần số xung bước tối đa lên đến 200KHz, phù hợp với motor servo và
động cơ bước.
 Có đèn LED nhấp nháy để thông báo trạng thái hoạt động của USB cũng
như là tình trạng làm việc.
 Có 16 đầu vào, tín hiệu đầu vào có thể nhận biết được rõ ràng.
 Hỗ trợ các Window , bao gồm Window2000 / XP / Vista / Windows7.

Hình 2.12. Bo mạch AKZ250


Sơ đồ chân bo mạch AKZ250

19



Hình 2.13. Các chân tín hiệu
Tên chân
GND
DC 5V
ZD
ZS
YD
YS
XD
XS

Chức năng
GND
Ngõ ra 5V DC
Chiều trục Z
Xung trục Z
Chiều trục Y
Xung trục Y
Chiều trục X
Xung trục X

Nguồn cấp
GND
Max = 120mA
12V/13mA
12V/13mA
12V/13mA
12V/13mA
12V/13mA
12V/13mA


Mô tả
Tín hiệu nối đất
Tín hiệu đầu ra
Tín hiệu chiều trục Z
Tín hiệu xung trục Z
Tín hiệu chiều trục Y
Tín hiệu xung trục Y
Tín hiệu chiều trục X
Tín hiệu xung trục X

Bảng 2.2. Sơ đồ chân bo mạch AKZ250

Hình 2.14. Các chân ngõ vào

20


Pin Name

Function

0
1

General- purpose
Input/MPG input

2
3


14
15

Electrical

General-purpose
input

Descripiton
General-purpose “0”, “1”
Input/ or Manual Pulse
Generator (AB) input

5V
Max: 7mA

Functions are set by Mac 3

Bảng 2.3. Các chân ngõ vào bo mạch AKZ250

Hình 2.15. Các chân ngõ ra
Pin Name

Function

Electrical

Description


GND

GND

Signal GND

5V DC output

Max = 120mA

On-board
isolated
power module output

Pulse-Width
Modulation
Led pogative input

12V/13mA

Spindle
Speed
Control
Spindle
speed
Measure (input)

GND
GND
DC5V

DC5V
DC5V
PWM
S+
S0

Led negative input

6mA

21


1

6

8
general-purpose Max
(open-drain)
output 24V/500mA
channels

= Funtions are set by
Mach3

7

Bảng 2.4. Các chân ngõ ra của bo AKZ250
2.3.2. G-code

G-code là một ngôn ngữ lập trình trên máy tính, được hỗ trợ bởi máy tính
trong việc tự động hóa, được dùng phổ biến trong việc điều khiển máy CNC để
điều khiển sự di chuyển phôi và trục chính.
Cấu trúc của đoạn G-code trong chương trình CNC:
- Khai báo tổng quát đầu chương trình.
- Các lệnh di chuyển dao, bắt đầu thời gian gia công sản phẩm.
- Các lệnh kết thúc chương trình và quay về đầu chương trình.

Nhóm lệnh
Số hiệu chương trình
Số thứ tự khối lệnh
Lệnh G
Kích thước

Địa chỉ
O
N
G
X, Y, Z
U, V,W
A, B, C
I, J, K
R

Tốc độ chạy dao

F

Ý nghĩa
Đặt tên chương trình

Dễ dàng tìm kiếm một khối lệnh bất kỳ
Phương thức di chuyển
Trục chuyển động tịnh tiến chính
Trục chuyển động tịnh tiến phụ
Trục phụ
Khoảng cách tọa độ tâm cung
Bán kính cung tròn

22


Tốc độ trục chính
Chọn dao
Lệnh phụ
Lệnh gọi chương trình con
Tham số

S
T
M
P
P, Q

Tham số của chu trình

Bảng 2.5. Các nhóm lệnh G-code
2.3.3. Phần mềm Mach 3
Mach 3 là phần mềm của hang ArtSoft, ban đầu Mach 3 được tạo ra dành cho
những người chế tạo máy CNC nhưng sau đó được cải tiến mạnh mẽ một trong
những phần mềm điều khiển linh hoạt trong công nghiệp. Mach 3 được ứng để

điều khiển đa dạgng các loại máy CNC: máy tiện, máy phay, máy cắt plasma,…
Mach 3 có giao diện rất gần gũi với người dùng và vô cùng dễ sử dụng.

Hình 2.17. Giao diện phần mềm Mach 3

23


• Màn hình điều khiển máy của màn hình Mach 3 như hình 2.12. Bên trái của
màn hình này là phần thể hiện file chương trình chạy với ngôn ngữ G-code.
• Thông thường với các máy công cụ thì file chương trình này được tạo ra bởi
các phần mềm cad/cam.
• Ứng với các máy dùng ứng dụng chuyên biệt người ta cũng viết những phần
mềm chuyên dụng đi kèm máy để tạo ra file G-code ứng với đặc điểm riêng
của máy đó.
• Máy khoan CNC được xây dựng như một ứng dụng chuyên biệt hoạt động trên
nền tảng G-code nên cũng cần một phần mềm với giao diện để có thể dễ dàng
tạo ra các chương trình hoạt động
• Một số chức năng của Mach 3:
 Biến máy tính thành bộ điều khiển CNC.
 Hiển thị G-Code trực quan và có thể điều chỉnh G-code trực tiếp.
 Điều khiển được tốc độ trục chính Spindle.
 Điều khiển được nhiều relay đóng cắt.
 Hiệu chỉnh được tốc độ của các trục X,Y,Z.
 Giao diện có thể tùy biến hoàn toàn theo ý thích người sử dụng.
 Tùy biến M-code và Macro bằng cách sử dụng VBscript.
 Có khả năng tạo ra xung điều khiển tốc độ động cơ bằng tay.
 Có khả năng dùng được với các màn hình cảm ứng.
 Tạo ra G-code thông qua LazyCam hoặc Wizards.


2.4. Một số thiết
2.4.1. Cảm biến

bị hỗ trợ khác
Omron E2S

24


Hình 2.18. Cảm biến Omron E2S
Hình 2.19. Sơ đồ nguyên lý của cảm biến

• Thông số kỹ thuật:
- Nguồn cung cấp: 12-24VDC.
- Khoảng cách phát hiện: 1.6mm, 2.5mm.
- Tần số đáp ứng: 1kHz.
- Loại cảm biến: NPN NC.
2.4.2. Bộ lọc nhiễu nguồn
Bộ lọc điện, bộ lọc nguồn, lọc nhiễu điện có tác dụng tạo ra nguồn điện ổn
định, trong hệ thống điện từ nhà máy, các xí nghiệp, tòa nhà đến hệ thống điện gia
đình, có rất nhiều các yếu tố gây ra nhiễu nguồn điện, trong nội bộ, hoặc từ bên
ngoài, đặc biệt là các máy cao tần, máy hàn, biến tần, máy biến thế, động cơ điện,
bộ chỉnh lưu, nắn dòng, các loại máy cắt tốc độ cao, các loại motor, trong quá trình

25


×